CN102248009A - 一种测径仪冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测径仪的冷却装置，尤其是轧钢过程中使用的一种测径仪冷却装置；包括第一、第二冷却装置，第一冷却装置设置在供待检线材通过的区域，用于阻隔线材的热量向测径仪内腔传递；第二冷却装置设置在测径仪内腔并冷却测径仪内腔；这样的冷却装置尤其是能保证阻隔高温、红热的线材上的热量传递到测径仪内腔，这样就避免了测径仪直接受到极端高温的威胁，也避免线材的热量传递到测径仪内腔；然后对与测径仪本身产生的热量，或者因生产所处的湿热环境所受到的热辐射，利用第二冷却装置冷却，两个冷却装置的双重冷却，可靠而地保证了给测径仪冷却降温的效果。

Description

一种测径仪冷却装置

技术领域

本发明涉及用于使检测仪器设备处于较低温度、保证设备正常工作的冷却装置，尤其是轧钢过程中使用的一种测径仪冷却装置。

背景技术

在冶金尤其是钢铁行业中，需要对轧制过程中的轧机进、出口的线棒材进行在线的、即时的直径检测，以便根据入料尺寸不同而设置轧机的工作参数或者在发现线棒材尺寸偏差时能及时调整和控制轧机，保证轧制的成品率。

但因轧钢是处在高温、高湿、高灰尘的环境中，所以在线检测线棒材直径的测径仪的密封、清洁、冷却难度很大，测径仪的检测可靠性和设备稳定性难以保证。更尤其是刚扎制的线棒材本身处于高温状态，其通过测径仪时，测径仪的降温、冷却要求极高，而现有技术中没有可靠的冷却装置，这就导致测径仪长期处于高温状态工作，一是设备运行稳定性差，检测精度难以保证；同时设备容易老化，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的就是提供一种性能可靠的、用于冷却测径仪的测径仪冷却装置。

采用的方案就是：一种测径仪冷却装置，其特征在于：包括第一、第二冷却装置，第一冷却装置设置在供待检线材通过的区域，用于阻隔线材的热量向测径仪内腔传递；第二冷却装置设置在测径仪内腔并冷却测径仪内腔。

这样的冷却装置尤其是能保证阻隔高温、红热的线材上的热量传递到测径仪内腔，这样就避免了测径仪直接受到极端高温的威胁，也避免线材的热量传递到测径仪内腔；然后对与测径仪本身产生的热量，或者因生产所处的湿热环境所受到的热辐射，利用第二冷却装置冷却，两个冷却装置的双重冷却，可靠而地保证了给测径仪冷却降温的效果；测径仪就自然能够处于较低温度，也就是大致处于室温环境，利于其稳定的工作，也避免设备老化，既提高检测精度又降低设备成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的系统流程示意图。

具体实施方式

如图1、2所示的一种测径仪冷却装置，包括第一、第二冷却装置，第一冷却装置设置在供待检线材60通过的区域，用于阻隔线材60的热量向测径仪内腔传递；第二冷却装置设置在测径仪内腔并冷却测径仪内腔。第一、第二冷却装置可以都是风冷装置或者水冷装置，也可以是风冷、水冷结合的，或者隔热材料构成的管体或隔热板等组成的装置。其核心在于第一冷却装置设置得靠近待检线材60并阻隔线材60的热量向测径仪内腔传递；然后第二冷却装置冷却测径仪内腔，这样两个冷却装置或称冷却单元协同作用，起到可靠的冷却效果；而不同于现有的单一冷却结构均匀地分布在测径仪上。

冷却装置保证阻隔高温、红热的线材60上的热量传递到测径仪内腔，这样就避免了测径仪直接受到极端高温的威胁，避免线材60的热量传递到测径仪内腔；然后对与测径仪本身产生的热量，或者因生产所处的湿热环境所受到的热辐射，利用第二冷却装置冷却，两个冷却装置的双重冷却，可靠而地保证了给测径仪冷却降温的效果；测径仪就自然能够处于较低温度，也就是大致处于室温环境，利于其稳定的工作，也避免设备老化，既提高检测精度又降低设备成本。

所述的第二冷却装置可以是多种原理和结构的实施方式，但总体的思路和设计原则是：所述的第一、第二冷却装置包括对运动部件进行风冷的单元和对固定部件进行水冷的单元；水冷单元设置在测径仪的中下部。也就是对运动的，不便于通循环冷却水进行冷却的部件用吹风、吹气冷却；对固定部件采用冷却效果更可靠的循环冷却水冷却。当然，除此之外还可以结合绝热材料等来隔热和冷却。水冷单元设置在测径仪中下部是便于测径仪重心稳定，工作可靠，这样尤其适合图1所示的旋转式测径仪使用。

冷却装置的设置具体例如：所述的第二冷却装置包括向测径仪内腔充气的充气单元，充气单元的气源为洁净气体，充气单元所充气体由部件之间的间隙排出测径仪。所谓充气单元也就是说并非普通的风机冷却单元，而最好是利用低温干燥的洁净气体，例如经冷却、干燥处理的压缩空气充到测径仪内腔，然后在测径仪内腔形成正压，而测径仪本身封闭，以满足测径仪等精密仪器的密封需要，然后仅在难以封闭的部位具有缝隙或空隙，正压的气体在由部件之间的缝隙或空隙排出，这样一方面低温、干燥的空气不断流动可以冷却测径仪内腔，同时气源可以用管道输入测径仪内的充气单元的排气头11上，整个测径仪可以用如图所示的壳体71、72等密闭，避免灰尘、水汽进入，既可靠冷却，又利于测径仪的密封和清洁。

进一步的，所述的运动部件与相邻部件之间的间隙内设置遮挡毛刷14。遮挡毛刷14可以初步遮挡大颗粒灰尘、杂物和水汽进入测径仪内，同时在充气单元工作时，又适当减缓气体流动，使得测径仪内腔具有均匀稳定的正压，保证冷却效果，又节省气源压力。

所述的充气单元的排气头11的出气口指向测径仪的动力输出机构。这样就类似现有的发动机等风冷单元，直接对发热较大的动力输出机构，如电机或液压马达等降温，避免测径仪局部温升；但却不增加任何装置成本。

进一步可以是如图1的：所述的测径仪内腔包括固定轴承21的轴承支撑立板22，所述的第二冷却装置包括贴靠轴承支撑立板22的空心板体12，空心板体12内通有循环冷却水，冷却水迂回环绕整个板体内腔。这样的冷却装置尤其适合旋转式测径仪使用，如图1中所示，也就是检测探头绕线材60旋转的测径仪，如中所示为可见光成像的测径仪，图示左侧的腔室就是测径仪上用于给线材60成像的成像部分，该部分整体绕线材60旋转，这样增加了线材60成像的数量，并且对线材60各个侧面的尺寸均有检测数据，右侧就是与成像系统配合的动力机构等部分，这样的测径仪检测精度更高。但是因为具有旋转结构，所以其结构更复杂，冷却难度更大。

而本发明的冷却装置不仅利用充气单元降低测径仪内腔的整体温度，然后利用充气单元的排气头11降低动力输出机构例如电机的温度，对于容易发热的轴承21和轴承支撑立板22，则利用空心板体12降温，这样三重冷却即可保证测径仪内腔温度较低。

更好的是，所述的第二冷却装置包括位于测径内腔的换热器13，换热器13利用循环冷却水冷却充气单元所使用的气体。这里的循环冷却水可以是与前述的空心板体12的冷却水并联的，也可以是如图2所示的，外部进来的新鲜冷却水先进入换热器13，新鲜气体也先进入换热器13，两者在换热器13内热交换，主要就是冷却水冷却气体，这样就保证了所充气体的温度较低，对测径仪内腔冷却效果可靠。

至于所述的第一冷却装置，要起到阻隔线材60热量传递的作用也有很多实施方式，例如可以是石棉或其它隔热材料制成的管形结构，管内腔供线材60通过，这样也能起到隔热作用。最好是：所述的第一冷却装置包括设置在测径仪的供待检线材60通过的区域内的循环冷却水单元和/或吹风单元。

进一步来说所述的循环冷却水单元和吹风单元叠加布置或者沿待检线材60行进方向顺序布置，吹风单元的吹气方向与线材60行进方向大致相同或相反。最好是吹气方向与线材60行进方向相同，使得吹气流畅，避免气流滔动或紊流而残留杂质。这样的冷却装置也可以看作风冷水冷结合的装置。

所述的供待检线材60通过的区域内设置检测镜头或透射信号的透光镜50，所述吹风单元的排气气流场顺着线材60行进方向掠过镜头或透射信号的透光镜50。这样的结构是为了便于与旋转式测径仪配合，如图1就是旋转式测径仪的成像部分包括透射可见光的透光镜50，吹风单元的排气气流场掠过透光镜50就可以保证透光镜的清洁和冷却，确保测径仪工作检测工作可靠。

为了更好地与旋转式测径仪吻合连接，所述供待检线材60通过的区域由顺序并相离布置的内管34和导向管38的管腔及其相对管端之间的区域构成，内管34外侧布置管体3 1，导向管38外侧设置筒体32，所述的循环冷却水单元的冷却水迂回流经整个管体31的管壁，或者螺旋状由管体31一端流到管体31另一端；所述的镜头或透射信号的透光镜50位于筒体32的筒壁上并位于内管34和导向管38之间的位置。如图1所示，为了气流场掠过透光镜50，筒体32的径向尺寸略大于管体3 1的径向尺寸，内管34和导向管38的尺寸相当，或者导向管38的径向尺寸略大，导向管38也可以看做是一个出口导卫，其进料端尺寸较大些并部分伸入筒体32内。这样内壁有冷却水的内管34和管体3 1起到双重隔热作用，而且两管最好管壁相离一定间距，其间的空气又多一重隔热。筒体32和导向管38也起到双重隔热作用，这样的结构既便于测径仪的安装和密封，同时又能可靠地保证阻隔线材60的热量向测径仪内腔传递。而透光镜50则主要利用吹风单元的冷却。

更好的是：所述的第一冷却装置包括设置在测径仪内腔的充气单元，所述的管体31与测径仪的旋转部件之间设置遮挡毛刷14，充气单元所充气体通过遮挡毛刷14流入吹风单元的排气气流场；所述测径仪的旋转部件与测径仪的外部壳体72之间设置遮挡毛刷14，充气单元所充气体通过遮挡毛刷14排出测径仪之外。这样也就是第一冷却装置的充气单元与第二冷却单元的吹风单元相互配合，起到更好的冷却作用。如图2中，旋转式测径仪的成像机构、也就是光学成像部件固定在转盘23上，固接在转盘23上的内壳25罩住光学部件，保证精密的光学部件的清洁和密封，转盘23固接在轴承21的外圈，轴承21的内圈固定在轴承支撑立板22上，与转盘23固接的滑环电刷机构24用于向外传递检测信号，滑环电刷机构24的滑环和内壳25与转盘23一起旋转，这样滑环与固定的管体31之间的密封就难以实现，内壳25与壳体72之间的密封也很困难，因此在这两处设置遮挡毛刷14，遮挡毛刷14可以初步遮挡大颗粒灰尘、杂物和水汽进入测径仪内，同时在充气单元工作时，又保证测径仪内腔具有均匀稳定的正压；对于滑环与管体31之间的遮挡毛刷14，图示右侧为测径仪内腔、左侧为测径仪外区域；对于内壳25与壳体72之间的遮挡毛刷14，图示的靠近线材60方向为测径仪外部、远离线材60部分为测径仪内腔，这样在使用一个排气头11的前提下，所充气体分散地向测径仪外流动，测径仪内的气流均匀，起到更好的冷却效果。至于内壳25与转盘23构成的腔室可以是完全封闭的，也可以是气流先进入该腔室然后沿内壳25与壳体72之间流出测径仪；当然，测径仪上的其它部位、其它部件之间，可以是完全密封的，也可以留有小的间隙供气流通过，气体流通位置也可以设置遮挡毛刷14，其设置原则就是防尘、防湿气进入测径仪，同时测径仪内腔的气流能均匀流动即可。尤其是本发明就巧妙设计滑环与固定的管体31之间这个本来难以封闭的部位，利用充气单元所充气体经遮挡毛刷14沿管体31与滑环间的空隙流出，吹风单元顺着线材60行进方向吹气产生的负压也同时吸引测径仪内腔的气流向测径仪外流动；正负压协同作用，保证气流顺畅流动，起到更好的冷却、密封和清洁作用。

所述吹风单元的排气头33在线材60上下方各设置一个；所述的管体31与内管34之间的区域与测径仪侧进料端外壁小孔80连通。吹风单元设置两个排气头33可以节省材料，同时沿上下方向设置时，下部的排气头33可以克服灰尘杂质因重力作用的沉降，起到更好的清洁效果。吹风单元吹气产生的负压也吸引测径仪进料端外部的气体经小孔80沿两管间流动，降低两管间的温度，进一步给提高第一冷却装置的冷却效果。

进一步的，所述的第一冷却装置包括吹气单元37和第二吹风单元38，吹气单元37位于线材60进料口处，其排气方向与线材60行进方向相反；第二吹风单元38位于线材60出料口外侧，其吹气方向与线材60行进方向相同。各气流单元的气流场如图中双曲线区域所示。这样也就是在测径仪的进料端和出料端都分别向外吹气，这样一是避免外部的热量和水汽、灰尘进入测径仪内，二是产生的负压吸引测径仪内的气流外流，加快测径仪内的空气流动，增强了第一、第二冷却装置的充气、吹气、吹风单元等的冷却和密封效果。

需要说明的是，在第一、第二冷却装置协同作用时，可以如图2所示的，统筹协调布置气源、水源等，便于减少管线，从而降低装置成本，同时又保证冷却效果。水、汽流程布置的原则就是利于提高冷却效果。如图2所示，一路干冷空气91先在换热器13中冷却，然后由充气单元的排气头11排到测径仪内腔，另一路干冷空气91直接进入吹风单元，用于吹扫清洁和冷却要求较高的透光镜50，吹气单元37和第二吹风单元38则使用普通压缩空气92。冷却水由入口93进入后先冷却临近高温线材60、温度最高的管体31，这样换热温差大，冷却效果好，然后进入空心板体12冷却用于冷却轴承2 1和轴承支撑立板22，最后进入换热器13，冷却新鲜干冷空气，虽然冷却水温度已经略有上升，但仍然能够保证冷却效果，换热器13流出的冷却水经出口94排出设备之外。至于水、汽结构可以统一布置在接口安装板70上，然后接口安装板70固定在测径仪上的适当位置，则根据测径仪的结构选择；另外管路上设置温度变送器1、压力变送器2和流量变送器3用于实现水、汽流量的自动检测和控制则属于现有技术，不在赘述。本发明的冷却装置利用多重冷却，并且各冷却结构、功能相互协同作用，取得了可靠的冷却效果。

Claims (14)

1.一种测径仪冷却装置，其特征在于：包括第一、第二冷却装置，第一冷却装置设置在供待检线材通过的区域，用于阻隔线材的热量向测径仪内腔传递；第二冷却装置设置在测径仪内腔并冷却测径仪内腔。

2.根据权利要求1所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的第一、第二冷却装置包括对运动部件进行风冷的单元和对固定部件进行水冷的单元；水冷单元设置在测径仪的中下部。

3.根据权利要求1所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的第二冷却装置包括向测径仪内腔充气的充气单元，充气单元的气源为洁净气体，充气单元所充气体由部件之间的间隙排出测径仪。

4.根据权利要求1所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的第一冷却装置包括设置在测径仪的供待检线材通过的区域内的循环冷却水单元和/或吹风单元。

5.根据权利要求3所述的测径仪的密封装置，其特征在于：所述的运动部件与相邻部件之间的间隙内设置遮挡毛刷(14)。

6.根据权利要求3所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的充气单元的排气头(11)的出气口指向测径仪的动力输出机构。

7.根据权利要求3所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的测径仪内腔包括固定轴承(21)的轴承支撑立板(22)，所述的第二冷却装置包括贴靠轴承支撑立板(22)的空心板体(12)，空心板体(12)内通有循环冷却水，冷却水迂回环绕整个板体内腔。

8.根据权利要求3所述的测径仪的密封装置，其特征在于：所述的第二冷却装置包括位于测径内腔的换热器(13)，换热器(13)利用循环冷却水冷却充气单元所使用的气体。

9.根据权利要求4所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的循环冷却水单元和吹风单元叠加布置或者沿待检线材行进方向顺序布置，吹风单元的吹气方向与线材行进方向大致相同或相反。

10.根据权利要求9所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的供待检线材通过的区域内设置检测镜头或透射信号的透光镜(50)，所述吹风单元的排气气流场顺着线材行进方向掠过镜头或透射信号的透光镜(50)。

11.根据权利要求10所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述供待检线材通过的区域由顺序并相离布置的内管(34)和导向管(38)的管腔及其相对管端之间的区域构成，内管(34)外侧布置管体(31)，导向管(38)外侧设置筒体(32)，所述的循环冷却水单元的冷却水迂回流经整个管体(31)的管壁，或者螺旋状由管体(31)一端流到管体(31)另一端；所述的镜头或透射信号的透光镜(50)位于筒体(32)的筒壁上并位于内管(34)和导向管(38)之间的位置。

12.根据权利要求11所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的第一冷却装置包括设置在测径仪内腔的充气单元，所述的管体(31)与测径仪的旋转部件之间设置遮挡毛刷(14)，充气单元所充气体通过遮挡毛刷(14)流入吹风单元的排气气流场；所述测径仪的旋转部件与测径仪的外部壳体(72)之间设置遮挡毛刷(14)，充气单元所充气体通过遮挡毛刷(14)排出测径仪之外。

13.根据权利要求11或12所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的所述吹风单元的排气头(33)在线材上下方各设置一个；所述的管体(31)与内管(34)之间的区域与测径仪侧进料端外壁小孔(80)连通。

14.根据权利要求4、9、10、11、12中任意一项所述的一种测径仪冷却装置，其特征在于：所述的第一冷却装置包括吹气单元(37)和第二吹风单元(38)，吹气单元(37)位于线材进料口处，其排气方向与线材行进方向相反；第二吹风单元(38)位于线材出料口外侧，其吹气方向与线材行进方向相同。

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